[发明专利]一种基于石油钻井平台的硫化氢报警系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于安全生产技术领域，具体涉及一种基于石油钻井平台的硫化氢报警系统及方法。

背景技术

在工业化不断发展的今天，整个社会对于石油的需求也在急剧增加，供不应求的现状愈演愈烈。我国国内石油资源短缺矛盾已经越来越成为制约中国经济发展的关键因素，故此石油开采的安全性也就显得格外重要。在石油的开采过程中，油田底下可能存在着大量的高压硫化氢气体，若不能及时发现并做出必要的防护，一旦发生井喷事故，极易造成大量的人员伤亡事故，以及严重的经济损失。目前国内很多公司生产的H2S报警器，虽然实现的功能很多，但往往存在功耗较大难以降低，以至于在恶劣的环境条件下无法使用的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于石油钻井平台的硫化氢报警系统及方法，可以有效地提高石油生产过程的安全性，避免事故的发生。

本发明采用以下技术方案：

一种基于石油钻井平台的硫化氢报警系统，包括H2S传感器、单片机、声光报警单元、LED显示单元、存储电路和电源单元，所述H2S传感器经过滤波放大电路与所述单片机连接，所述H2S传感器用于浓度信号的采集并经过滤波后发送给所述单片机，所述声光报警单元、LED显示单元和存储电路分别与所述单片机连接，所述单片机通过限流电路与所述H2S传感器连接，所述单片机用于接收所述H2S传感器的数据进行比对处理后通过分别发送给所述声光报警单元、LED显示单元和存储电路，所述单片机还通过通信电路连接上位机用于数据上传，所述电源单元分别与所述H2S传感器、单片机、声光报警单元、LED显示单元和存储电路连接。

进一步的，所述单片机内设置有数模转换电路，用于对接收的所述H2S传感器数据进行模数转换。

进一步的，所述存储电路内设置有I2C总线串行的AT24C32型EEPROM存储器，用于对预设报警阈值、报警信息、程序代码、开/关机记录以及用户数据进行记录。

进一步的，所述通信电路采用P521光耦合器，用于和所述上位机通信。

进一步的，所述单片机还连接有遥控电路，用于接收来自遥控器的输入信号，所述遥控电路选用TC9012红外遥控芯片。

进一步的，所述H2S传感器采用电化学式传感器。

进一步的，所述单片机为MSP430F149。

一种基于石油钻井平台的硫化氢报警系统的报警方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、系统上电，对单片机芯片及其各个寄存器和I/O管脚的初始化，并检查系统各单元的加电情况；

S2、步骤S1自检完成后，执行开机记录程序，记录下此次开机信息；

S3、时间片处理程序对A/D转换、遥控处理子程序和掉电记录分时调度处理，A/D转换单元工作时，将启动传感器电压A/D转换并将转换后的数据，通过滤波和线性化处理后换算成浓度单位值并以LED方式显示；

S4、如果检测到的浓度超过了预设的报警阈值，则执行浓度超标记录同时输出声光报警，并通过通信子程序向上位机发送浓度超标信息。

进一步的，步骤S1中，如果检查到错误，即不符合设计的要求时，则执行错误记录程序，记录下错误信息，同时输出声光报警，并通过通信子程序向上位机发送错误代码。

进一步的，步骤S4中，当系统接收到上位机发送的查询命令时，执行通信子程序，将记录在存储器中的指定信息发送给上位机。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明基于石油钻井平台的硫化氢报警系统以单片机控制器作为主芯片，结合外围的单片机最小系统电路、硫化氢检测单元、LED显示单元、声光报警单元、通信单元、存储单元和红外遥控单元组成硬件电路，实现了硫化氢浓度的实时监测和LED同步显示，当检测到的浓度超过预设的阈值时，系统迅速输出声光报警，可以有效地提高石油生产过程的安全性，避免事故的发生。

进一步的，存储器采用I2C总线，接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高，AT24C32存储器拥有32Kbit的存储空间，具有低功耗的特点。

进一步的，硫化氢传感器将所采集到的模拟信号先通过桥式整流，然后经过低通滤波，已达到信号更加稳定的要求，为之后的信号放大做好提前准备，采用电化学式传感器能够满足一般检测所需要的灵敏度和准确性，体积小、操作简单、携带方便、可用于现场监测，且价格低廉。